【科普】可以組成牽引單元的NP1型和NPM2型電力機車

文章作者:Forever Changzhensky(AcFun、Bilibili、百度、微博和知乎昵稱:寧柳跨越)
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直—直流電傳動:指電力機車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,向直流牽引電動機供給直流電。法國國家鐵路Z 5600型電力動車組為直—直流電傳動形式。
直—交流電傳動:指電力機車從直流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,經(jīng)過逆變后,向交流牽引電動機供給交流電。本文提及的俄羅斯聯(lián)邦馬格尼托戈爾斯克鋼鐵NPM2型電力機車為直—交流電傳動形式。
交—直流電傳動:指電力機車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,經(jīng)過變壓—整流后,向直流牽引電動機供給直流電。本文提及的俄羅斯聯(lián)邦工礦鐵路NP1型電力機車為交—直流電傳動形式。
交—交流電傳動:指電力機車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,無需經(jīng)過變壓—整流—逆變,直接變頻后向交流牽引電動機供給交流電。法國國家鐵路BB 13000型電力機車及BB 14000型電力機車為交—交流電傳動形式。
交—直—交流電傳動:指電力機車從交流電氣化鐵路接觸網(wǎng)受流,經(jīng)過變壓—整流—逆變后,向交流牽引電動機供給交流電。歐洲隧道公司9型電力機車為交—直—交流電傳動形式。
多電流制電力機車:本文提及的“多電流制”,是指采用交—直流電以及直—直流電雙制式電傳動,但受流電壓為兩種或兩種以上的電力機車。本文提及的法國國家鐵路Z 51500型和Z 54900型電力動車組即為多電流制電力動車組。
俄羅斯聯(lián)邦柳季諾沃內(nèi)燃機車制造廠在本文中均簡稱“LTZ”⑴,諾沃切爾卡斯克電力機車制造廠簡稱“NEVZ”⑵,烏克蘭第聶伯羅彼得羅夫斯克電力機車制造廠簡稱“DEVZ”⑶。
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資料參考來源
《Локомотивы (электровозы) Маневровые НП 1 - Фото, видео, описание, характеристики - Союз горных инженеров. Информационный портал, посвященный добыче угля, руды и прочих полезных ископаемых.》:http://www.mining-portal.ru/catalog/lokomotivyi--elektrovozyi-/manevrovyie/np-1/
《Локомотивы (электровозы) Маневровые НПМ2 - Фото, видео, описание, характеристики - Союз горных инженеров. Информационный портал, посвященный добыче угля, руды и прочих полезных ископаемых.》:http://www.mining-portal.ru/catalog/lokomotivyi--elektrovozyi-/manevrovyie/npm2/
https://www.nevz.com/np1.php
https://www.nevz.com/npm2.php
《На НЭВЗе изготовлен уникальный промышленный электровоз НПМ2》:https://tmholding.ru/media/events/4443.html
《НПМ2М》:https://www.tmholding.ru/products/promyshlennye-manevrovye/promyshlennye-npm2-np1/
《NP1 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=254
《NPM2 — List of the vehicles — TrainPix》:https://trainpix.org/list.php?mid=460
《Людиновский тепловозостроительный завод выпустил? новую энергетическую установку для промышленных предприятий》:https://www.sinara-group.com/media/news/456948/
《ЭУ-500 - бустерная энергетическая установка》:https://inni.info/produkt/teplovozy/eu-500-busternaya-energeticheskaya-ustanovka
《ЦСОЛ | Ремпуть》:http://remputmmk.ru/csol/
《Магнитогорский металлургический комбинат (Россия): от железной руды до стального проката》:https://e-cis.info/news/567/60664/
概述
NP1型電力機車是NEVZ于2003年起為俄羅斯聯(lián)邦工礦鐵路制造的交流牽引單元,基礎(chǔ)編組采用“電力機車(1節(jié))+電動自卸車(2節(jié))”。

NEVZ于2003年起還單獨向車?yán)镅刨e斯克州馬格尼托哥爾斯克鋼鐵股份公司研制NPM2型電力機車,其在與LTZ制EU500-1型內(nèi)燃發(fā)電車重聯(lián)時,可組成直流牽引單元。

背景
1967年底,DEVZ根據(jù)其以往的工礦電力機車設(shè)計,制造了第一組適用于3 kV直流電氣化區(qū)段的PE2型牽引單元。1968年起,DEVZ相繼研制出運用于直流電氣化區(qū)段的PE2M型、PE2U型,以及運用于交流電氣化區(qū)段的OPE2型、OPE1A型、OPE1B型牽引單元。

在這些DEVZ制牽引單元中,PE2型、PE2M型、PE2U型以及OPE2型牽引單元均采用“電力機車(1節(jié))+電動自卸車(2節(jié))”編組;而OPE1A型及OPE1B型牽引單元,則采用“電力機車(1節(jié))+內(nèi)燃動力單元(1節(jié))+電動自卸車(1節(jié))”編組。

如果說上述牽引單元當(dāng)中的電力機車部分采用“凸”形車體的話,那么NEVZ于1969年研制出的OPE1型牽引單元,則采用干線電力機車車體,以及“電力機車(1節(jié))+內(nèi)燃機車(1節(jié))+電動自卸車(1節(jié))”編組。
然而實際運用表明,OPE1型牽引單元在換向運行時,司機需要在兩個司機室之間移動;而牽引單元兩端布置司機室的設(shè)計,讓司機無法在操縱端監(jiān)視和控制有時位于非操縱端的電動自卸車。

NP1型(НП1)
2003年,NEVZ制造了第一組NP1型牽引單元——NP1-001號牽引單元,交付斯維爾德洛夫斯克州卡奇卡納爾鐵礦和加工股份公司。NP1型牽引單元的大多數(shù)技術(shù)設(shè)計來自O(shè)PE1型牽引單元,適應(yīng)于海拔最高高度為1200 m、坡道坡度不超過60‰、接觸網(wǎng)網(wǎng)壓在7.5 kV~11.6 kV范圍的線路。?
NP1型牽引單元基礎(chǔ)編組為“電力機車(1節(jié))+電動自卸車(2節(jié))”,但可以采用“電力機車(1節(jié))+電動自卸車(1節(jié))”的編組,甚至直接以一臺電力機車的形式運行。

電力機車配備了兩個車頂受電弓和兩個側(cè)面受電弓。側(cè)面受電弓可確保電力機車在以最高30 km/h的速度運行時可靠地收集電流,并具有防撞裝置。電力機車中間設(shè)有司機室,并在兩側(cè)稍微向外突出。

主變壓器和整流器單元將受電弓從接觸網(wǎng)獲得的交流電壓,轉(zhuǎn)換為直流電壓為采用軸懸懸掛的牽引電動機供電。司機通過改變整流電壓,以對牽引單元的牽引力和運行速度的控制。除了空氣自動制動、電阻制動和手制動外,電力機車還配備了空氣直接制動和磁軌制動。

電動自卸車的兩端設(shè)有罩體,用于存放牽引電動機、制動電阻和其他電氣設(shè)備的冷卻風(fēng)扇;中間設(shè)有一個支持兩側(cè)傾斜、用于運輸?shù)V石的車箱,以及下開式的側(cè)門。車箱在傾翻風(fēng)缸的作用下,可向任一側(cè)傾翻45°,同時側(cè)門隨之打開并作為地板面的延續(xù)面,將貨物卸至遠(yuǎn)離軌道的一側(cè)。電動自卸車在運輸?shù)V石時,起到增加黏著重量的作用。

NP1型牽引單元在其砂箱儲砂量為?時的軸重為31 t,整備重量為3×124 t;由于這個重量,牽引單元在過軌運輸途中,電力機車動軸放在后部平車上,回送專用的轉(zhuǎn)向架裝在電力機車上。牽引單元的最高運行速度為65 km/h,在10 km/h的速度下可通過最小半徑為80 m的曲線。


NPM2型和NPM2M型(НПМ2 и НПМ2М)
NEVZ于2003年起單獨向馬格尼托哥爾斯克鋼鐵研制NPM2型電力機車。2014年,NEVZ對NPM2型電力機車進(jìn)行了諸如拓寬機械室等改進(jìn),并將應(yīng)用這些改進(jìn)的本型機車定型為NPM2M型。NEVZ宣稱,這款采用直—交傳動的工礦電力機車旨在取代NEVZ制IVKP1A型電力機車,以及東德制EL2型電力機車。

NPM2型電力機車采用“凸”形車體,設(shè)置在車體正中央的司機室同樣比車體其他部分稍微往外寬。與NP1型電力機車一樣,NPM2型電力機車配備了兩個車頂受電弓和兩個側(cè)面受電弓。靜態(tài)變頻器將受電弓從接觸網(wǎng)獲得的直流電壓,逆變?yōu)榻涣麟?,提供給三相交流異步牽引電動機。除了空氣自動制動、電阻制動和手制動外,電力機車還配備了空氣直接制動。

除了支持2臺NPM2型電力機車重聯(lián)運行外,NPM2型電力機車還支持與1節(jié)內(nèi)燃發(fā)電車重聯(lián)運行;而為了讓NPM2型電力機車可以在非電氣化區(qū)段進(jìn)行調(diào)車作業(yè),馬格尼托哥爾斯克鋼鐵又向LTZ訂購了至少8節(jié)EU500-1型內(nèi)燃發(fā)電車。

輸出功率為500 kW的EU500-1型內(nèi)燃發(fā)電車,其走行部為兩個兩軸貨車轉(zhuǎn)向架;車架上的車體分為:動力室、高壓室和控制室;發(fā)電車車體后面(即柴油機輸出端方向)的安裝2個總風(fēng)缸;車架下方是蓄電池箱和油箱。當(dāng)一臺NPM2型電力機車與一節(jié)內(nèi)燃發(fā)電車重聯(lián)運行時,牽引力不低于98.7 kN。

技術(shù)數(shù)據(jù)表

2020年11月時的運用概況
至2020年11月,NEVZ累計制造101組NP1型牽引單元,大部分交付俄羅斯聯(lián)邦境內(nèi)多家工礦企業(yè);其中,于2003年交付別爾哥羅德州列別津斯基鐵礦和加工股份公司的NP1-002號牽引單元因火災(zāi)報廢,列別津斯基鐵礦和加工股份公司后于2014年采購一組NP1-002R號牽引單元;另有NP1-100號牽引單元尚在制造當(dāng)中。

至2020年11月,NEVZ累計向馬格尼托哥爾斯克鋼鐵股份公司交付16臺NPM2型電力機車;另有NPM2M-017號機車尚在制造當(dāng)中。

注釋
⑴俄語:Людиновский тепловозостроительный завод。
⑵俄語:Новочеркасский электровозостроительный завод。
⑶俄語:Днепровский электровозостроительный завод;烏克蘭語:Дн?провський електровозобуд?вний завод。
